慢加急性肝衰竭主题月评(第十期)——2020年1月刊:酒精相关性ACLF

“慢加急性肝衰竭(ACLF)主题月评”是中国慢(加急)性肝衰竭联盟受《国际肝病》编辑部邀请,制作的ACLF相关学术月评专栏。本专栏每月以ACLF某一特定领域为主题展开,旨在普及ACLF的概念及意义、帮助读者快速了解有关领域的进展。希望本专栏对无论是需要了解相关领域热点的肝病专家及研究人员,或是需要实用知识、活跃于临床一线的医务工作者,均能有所裨益。

2020年首期慢加急肝衰竭每月评论(按序为第十期)是联盟各感染科医师日夜奋斗在防治新型冠状病毒第一线、克服困难如期推出的一期评论。由吉林大学第一医院高沿航教授介绍酒精相关性慢加急肝衰竭。同时介绍最近一个月ACLF领域的最新发表文献。向奋斗在疫情第一线的医生致敬!

本期系统地介绍了酒精相关性慢加急性肝衰竭(ACLF)的诱因、发病机制、预后及相关治疗策略。最后对本月(2019.12.21~2020.01.20)PubMed上更新的ACLF相关重要文献进行简评。

关于作者:

中国慢(加急)性肝衰竭联盟(Chinese Acute-on-chronic liver failure Consortium,Ch-CLIF-C)是由上海交通大学附属仁济医院消化内科李海教授牵头,由全国17家三甲医院感染科/肝病中心共同参与成立的肝病科研合作团队,致力于探索慢加急性肝衰竭(ACLF)的发病机制、制定基于高循证等级的HBV高流行区ACLF诊断标准。目前团队开展了全球已报道入组数最多的ACLF前瞻性多中心队列研究“CATCH LIFE”(Chinese AcuTe-on-CHronic LIver FailurE),包含2个大型队列(入组2600例的探索队列与入组1370例的验证队列)。

吉林大学第一医院主任医师,教授,肝病科副主任。中华医学会肝病学分会全国委员;中华医学会肝病学分会肝癌学组委员兼秘书,肝病相关感染学组委员,自免肝学组委员;中国医师协会科学普及分会肝病科普专业委员会委员;中国研究型医院肝病学分会门脉高压学组副组长,脂肪肝学组委员。《临床肝胆病杂志》编辑部副主任;《中华肝脏病杂志》、《肝脏》、《实用肝脏病杂志》、《国际流行病学传染病学杂志》及JCTH等杂志编委;《医学参考报》消化频道青年编辑委员会副主任编委。作为项目负责人,承担国家自然科学基金青年基金及面上项目;国家“十三五”重大传染病专项及国家精准医学重点专项课题分中心负责人。美国国立卫生研究院酒精滥用与中毒研究所(NIH/NIAAA)国家公派访问学者,主要从事酒精性肝病及乙醛脱氢酶相关研究,主要成果发表于Gut、Journal of Hepatology等。多次受邀在包括美国肝病年会、亚太肝病年会及全国肝病年会等进行会议发言。

主题评述

酒精性肝病(Alcohol-related liver diseases, ALD)主要病理表现包括脂肪变性、脂肪性肝炎、进行性肝纤维化、肝硬化。慢加急性肝衰竭(Acute-on-chronic liver failure, ACLF)是指在慢性肝病基础上出现的急性肝功能失代偿,同时伴随器官功能衰竭以及高短期病死率的复杂临床综合征。ACLF特征性病理生理改变为全身炎症以及机体对损伤的应答。在临床上,主要关注的四个方面可简述为PIRO——易感性、损伤、应答、器官衰竭(Predisposition, Injury, Response, Organ Failure)。年龄、基础肝病的病因以及前期失代偿等因素构成了易感性;导致病情稳定的慢性肝病发展为ACLF的事件构成了损伤;ACLF是否与感染、炎症和/或免疫功能失调有关为应答;器官衰竭的部位及数量为器官衰竭。酒精相关性ACLF(alcohol-related ACLF,ALD-ACLF)的慢性肝病背景为酒精相关性肝硬化;过度饮酒、酒精性肝炎、细菌感染是ALD-ACLF最为常见的诱因。目前对于ALD-ACLF尚缺少有效的治疗措施,挽救性肝移植仍存争议。

ALD-ACLF诱因

过度饮酒:在欧洲CANONIC队列研究中,细菌感染和近3个月内过度饮酒(~25%)是ALD-ACLF最主要的两大诱因1;在南亚地区,过度饮酒则为第一位诱因(~50%)2。酒精性肝炎(Alcoholic hepatitis,AH)可能是导致ACLF的基础疾病,常可进展至死亡率极高的多脏器功能衰竭。一项回顾性队列研究提示,65%的重症酒精性肝炎患者(severe AH,sAH,马德里判别函数≥32)在诊断时或在6个月的随访期间发生ACLF3。目前尚不清楚ALD-ACLF是一种特殊类型ALD,还是仅仅为sAH的临床进展阶段。未来,可通过高质量肝脏组织学及分子生物学研究来寻找答案。

其他:ALD患者由于先天和适应性免疫系统存在多种缺陷,易发生感染。在欧洲和北美,细菌感染是所有病因肝硬化患者,尤其是酒精性肝硬化患者中最易识别的ACLF促发因素1、4。此外,细菌感染是sAH队列研究中ACLF发生的独立危险因素5。在中国,44%ACLF由细菌感染所诱发6。重叠急性甲型或戊型病毒性肝炎、乙型肝炎爆发以及药物性肝损伤也可导致ALD-ACLF的发生,经典的诊断需要排除这些病因。

ALD-ACLF特异性发病机制

无论何种病因ACLF都具有器官衰竭、全身及肝脏炎症的临床和病理生理特征,具体发病机制尚不清楚1、7

全身炎症:全身炎症是ACLF重要特征,在ALD-ACLF中尤为显著1、3、7。CANONIC研究提示白细胞计数(WCC)是ACLF患者独立死亡预测因子,并将其纳入CLIF-Consortium ACLF(CLIF-C ACLF)预后评分系统,以定义死亡风险。在其他ALD-ACLF研究中,中性粒细胞/淋巴细胞比值对于病死率增加趋势有预测作用8、9。有研究发现ALD-ACLF患者粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulating factor, G-CSF)水平升高10,上述现象被认为可能与G-CSF促进粒细胞生成的同时使淋巴细胞和单核细胞减少有关。

循环中的细胞因子:ACLF患者WCC等的变化与循环细胞因子的增加有关。基于ACLF不同严重程度、肝脏疾病基础病因以及诱发事件等,细胞因子变化模式呈现多样性。CANONIC研究表明,ALD-ACLF患者促炎和抗炎细胞因子水平均升高,存在混合性炎症反应11。如过度饮酒作为主要诱因,IL-8水平升高;而当感染作为主要诱因,则IL-6水平升高;如诱因不明确,循环细胞因子呈现低水平11。虽然上述细胞因子变化的机制尚不清楚,但均提示免疫系统复杂的调控。酒精性肝炎是ALD-ACLF重要病因之一,但有关激素、己酮可可碱及针对TNF-α靶向治疗均未取得预期疗效12-14,有关靶向IL-1β的治疗正处于探索阶段。

免疫细胞功能障碍:ALD-ACLF循环炎症标志物的改变与循环炎症细胞功能特征有关。随着ACLF严重程度的增加,免疫细胞功能从促炎表型向抗炎表型转变15-22。在ALD-ACLF患者中,可观察到所有免疫细胞谱系以及先天和适应性免疫缺陷;而且这些功能缺陷的免疫细胞仍然会产生促炎因子。同时,循环中PDL1和TIM3受体可改变淋巴细胞的功能18。未来,对ALD-ACLF炎症失控进行纵向研究是有必要也是重要的,开发有针对性的干预措施并提升免疫细胞功能。

ALD-ACLF全身炎症反应的可能机制

细胞死亡:细胞死亡后释放的分子具有免疫原性,可导致全身炎症。ACLF与肝细胞死亡相关,细胞死亡的类型和严重程度是决定其免疫原性的重要因素。目前认为,ALD-ACLF的细胞死亡方式为非凋亡的细胞死亡,这可为全身炎症严重程度提供解释23。坏死性凋亡是RIPK3和MLKL参与下的程序性细胞坏死,干扰素、死亡受体、Toll样受体、胞内RNA和DNA传感器、脂多糖(LPS)等介质可诱导坏死性凋亡24。坏死性凋亡是ACLF细胞死亡的重要形式,在动物模型中抑制RIPK3磷酸化可阻止其发生25。焦亡是一种与严重炎症相关的溶性坏死,它由“炎性Caspase”介导,如人类的Caspase 1和Caspase 5(以及啮齿动物的Caspase 11)26。在小鼠模型和AH患者中观察到Caspase 11和Caspase 4的激活。诱导Caspase 11缺失可阻止动物模型中AH进展27。由此,肝细胞死亡可能先于全身性炎症,可能是ACLF原因而非后果。

细菌移位:细菌产物可激活免疫细胞病原识别受体,导致全身炎症及后续免疫病理改变,即病原体相关分子模式。细菌感染是ACLF最常见诱因,病原体识别模式在ACLF发病机制中起到重要作用。AH患者循环中LPS水平升高与显著的全身炎症反应和死亡率增加有关3。

代谢变化:氨是目前研究最为深入的毒性代谢产物,主要在肠道产生28。氨不仅对大脑具有毒性作用,也影响免疫系统和肌肉代谢,还与星状细胞激活、门脉压力升高及ACLF特性相关29-31。ACLF发生免疫缺陷的代谢机制较为复杂,如色氨酸/犬尿氨酸途径在调节单核细胞功能中起到关键作用,ACLF患者该代谢途径明显功能障碍32。基于核磁共振氢谱法可开展代谢组学特征研究,如磷脂酰胆碱和脂质减少、乳酸增加、氨基酸代谢变化等光谱表现可将急性失代偿期的死亡和生存者进行精确鉴别。溶血磷脂酰胆碱水平与肝细胞死亡的生化及组织学标志物水平呈负相关。

ALD-ACLF患者的预后

CANONIC研究结果提示ACLF可根据CLIF-C OF评分定义的器官衰竭数量、肾脏和/或中枢神经功能障碍的出现进行诊断、分级。ACLF最初的疾病分级、病程演变、专门建立的CLIF-C ACLF 评分(整合年龄、WCC及CLIF-OF的评分系统,http://www.efclif.com)似乎可以精确评估ACLF预后1、33、34。同时,也有学者认为,ACLF是动态发展的综合征,病情可能痊愈、改善、稳定、恶化。相比最初的疾病分级,诊断后的第3天及第7天的疾病分级对ACLF预后评估更精确34。诱因种类及近三个月内主动大量饮酒不会对ACLF病死率或病程进展产生影响1、34。亚太肝病学会ACLF研究联盟(AARC)提出AARC-ACLF联盟评分体系2,即包括总胆红素、肝性脑病分期、国际标准化比值、乳酸和血肌酐水平(http://www.aclf.in/?page=doctor_aarc_grade_cal),并且与Child-Pugh评分、MELD 评分、序贯器官衰竭评估模型(SOFA)评分和慢性肝衰竭-序贯器官衰竭评估模型相比,可更好地预测ACLF患者28天病死率。与CLIF-C ACLF评分相同,诊断后AARC-ACLF 联盟评分1周内的变化对疾病预测的准确度更高。

依据ACLF的有无及分级可对sAH进行预后分级。一项前瞻性队列研究显示,无ACLF、ACLF-1级、ACLF-2级、ACLF-3级的sAH患者28天病死率分别为10%、32%、58%和72%5。在这项观察性研究中,CLIF-C ACLF评分早期预测患者28天及168天死亡风险的准确性(C指数0.68)相对较差。在STOPAH研究中,CLIF-C ACLF评分预测28天和90天死亡率的曲线下面积分别为0.79和0.77,与其他经典的AH评分系统类似(MELD,GAHS以及ABIC)35

ACLF对酒精性肝病治疗的影响

存在ACLF的sAH治疗:目前,糖皮质激素仍然是sAH的一线治疗手段。一项前瞻性队列连续非选择性纳入经肝活检诊断为sAH患者并利用Lille模型评估对激素的应答能力。结果提示,与未合并ACLF患者相比,合并ACLF的sAH患者对激素的应答能力降低,且随着ACLF分级的增加而逐渐下降(无ACLF应答率为77%,ACLF-1级52%,ACLF-2级42%,ACLF-3级8%)5。这一重要结果引发了对ACLF-3级患者是否应接受激素治疗的关注。STOPAH研究(评价激素对sAH疗效的随机对照研究)选择性纳入患者16,该研究一项亚组分析提示ACLF患者对激素的应答能力降低并存在较高的感染风险,但无论ACLF分级如何,患者一旦具备对激素应答能力(37%的ACLF-2或ACLF3级患者),即可获得生存获益35。根据现有结果,在临床实践中,可建议根据个体风险与获益决定是否使用激素。

ACLF潜在特异性治疗:内源性物质释放可导致肝功能障碍及肝外器官衰竭的假说促使了对净化装置的治疗作用的评估。白蛋白透析(分子吸附再循环系统MARS®)可改善ALD-ACLF患者肝脏生化指标异常、肾脏及大脑功能,同时也可缓解机体高动力循环状态3637。但在多项随机对照试验中,净化装置的应用(MARS®和成分血浆滤过吸附系统Prometheus®)并未对ACLF患者(主要为酒精相关性肝硬化患者或以饮酒作为诱因)产生生存获益3839。G-CSF可促进AH患者骨髓干细胞的动员和肝脏前体细胞的增殖,也可增加ACLF患者循环和肝内髓样及浆细胞样树突细胞与T淋巴细胞的数量40。还需要进行更多的随机对照试验证实。尚有研究表明,健康供者的粪菌移植可使ALD-ACLF患者获益41-42。一项回顾性非对照研究对23例不适用激素且不接受肝移植的sAH及ACLF患者进行挽救性粪菌移植,结果表明,ACLF-1级患者548天的存活率为73%,ACLF-2级或3级患者548天的存活率为58%42。但由于缺少高质量临床试验,目前尚不能提出明确治疗适应证。

ALD-ACLF的肝移植治疗

由于ACLF短期内预后不佳,可考虑进行肝移植治疗,但存在诸多争议。在专业移植中心,ACLF患者活体肝移植及死亡供体肝移植的治疗效果相同4344。但有报道认为,ACLF-3级患者肝移植术后的生存率明显降低4546。目前,肝移植仍面临一些客观因素限制,如患者超过这些限制则认为不适合进行肝移植。早期进行肝移植可避免病情恶化、保证移植术后疗效,有学者建议将初步稳定后的ACLF患者列入肝移植名单47

过度饮酒和sAH是ALD-ACLF的常见诱因。ALD-ACLF患者接受早期肝移植争议较大之处在于6个月戒酒规则和可接受的酒精复吸率。ACLF患者的临床情况往往很差(严重的肝性脑病,状态不稳定),临床窗口期短,很难对饮酒类型、社会关系、家庭支持等做出准确的评估。未来,在这一领域还需要通过多学科合作建立全面评估的快速通道,并保证在ACLF背景下实行肝移植后具有可接受的酒精复吸率。

结语

ALD基础上发生病情急剧恶化的ACLF常提示预后不良和极高的短期死亡率。ALD-ACLF特异性病理生理学表现为严重的全身炎症反应、免疫功能衰竭和高感染风险。功能衰竭的器官数量决定疾病预后。目前,糖皮质激素等治疗手段对AH相关ACLF患者或许无效并且可能增加感染风险。肝移植作为ALD-ACLF挽救性治疗,未来仍需开展相关研究以更好地确定移植入选标准。

近一月ACLF的研究统计及简评

2019.12.21~2020.01.20,PubMed共在线发表ACLF相关文献10篇,涉及流行病学、发病机制与治疗。

图.2019.12.21~2020.1.20于PubMed上检索到的ACLF相关文章分布

1

Singal AK, et al. Increasing Burden of Acute-On-Chronic Liver Failure Among Alcohol-Associated Liver Disease in the Young Population in the United States. Am J Gastroenterol. 2020 Jan;115(1):88-95. doi: 10.14309/ajg.0000000000000411. IF=10.241(流行病学)

简述:在美国住院患者中,酒精相关性肝病(AALD)呈现不断上升趋势,尤其酒精相关性慢加急性肝衰竭(ALD-ACLF)以及肝移植需求不断增加。本研究调查了美国青年AALD和ALD-ACLF相关的患病率、住院病死率和资源利用情况。

主要研究对象为2006~2014年全国肝硬化住院患者。住院的ACLF患者被定义为至少2个及以上的器官衰竭,并按年龄分层:年轻人(≤35岁)和老年人(≥35岁)。

2006年至2014年间,在447 090例AALD患者(16 126例年轻人)中,ACLF为29 599例(6.6%),其中1143名(7.1%)为年轻人。与年龄较大的患者相比,年轻患者中女性患者(35% vs 29%),肥胖患者(11% vs 7.6%),西班牙裔(29% vs 18%),酒精性肝炎(AH)患者(41% vs 17%),ACLF 2级或3级(34% vs 25%)等均呈现较高水平,P<0.001。2006年至2014年,青年AALD中ACLF从2.8%上升至5.2%,AH比例从24%上升至42%,两者均P<0.0001。同时,辅助通气(79% vs 76%)和透析(32% vs 28%)的比例更高,两者P<0.001。与老年人相比,ACLF住院时间较长(12天vs 10天),住院费用较高(127 915美元vs 97 511美元),两者P<0.0001,住院病死率降低20% (54%~45%),P<0.001。

述评:不仅在美国,在全球范围内,随着AH发病率的不断升高,因AALD住院治疗的年轻人不断增加。与此同时,相关疾病负担在年轻人中日益加重,住院频率越高,ACLF程度越严重,消耗医院资源也越多。青少年饮酒是涉及多层面的复杂社会问题,需要通过多方面措施减少青少年AALD及ALD-ACLF疾病负担。

2

Artru F, et al. IL-33/ST2 pathway regulates neutrophil migration and predicts outcome in patients with severe alcoholic hepatitis. J Hepatol. 2020 Jan 14. pii: S0168-8278(20)30008-8. doi: 10.1016/j.jhep.2019.12.017. IF=18.946(机制)

简述:重症酒精性肝炎(sAH)与高感染风险相关。白介素-33(IL33)/ST2通路参与脓毒症的调控,但缺乏在酒精相关肝病(ALD)中相关数据。该研究探索了ALD和sAH患者中性粒细胞(PMNs)中IL-33/ST2通路的调控作用。

收集sAH、酒精性肝硬化(Cirrh)以及健康对照组(Ctrl)患者的血清和循环中的PMNs,分别检测其暴露于IL-33前后IL-33/ST2通路和CXCR2变化情况,并明确对PMN迁移能力的影响。

与Cirrh和Ctrl两组相比,sAH中IL-33(sST2)的诱骗受体(是指胞膜外区与功能性受体胞外区结构相似,因而能结合配体,但胞质区缺乏转导信号能力的一类受体)表达增加,提示这一路径存在缺陷。sST2水平与治疗应答、2个月生存、无感染生存以及sAH感染概率相关。内毒素血症水平与sST2呈弱相关。GRK2是CXCR2的负调节因子,在sAH和Cirrh PMNs中过表达,IL-33则可降低其表达水平。与Cirrh和Ctrl两组相比,sAH组PMNs的CXCR2水平较低。经IL-33治疗,可部分恢复sAH和Cirrh中CXCR2的表达。与对照组相比,sAH和Cirrh两组的PMN迁移能力下降,给予IL-33治疗后得以部分恢复。与无应答者相比,皮质类固醇应答者PMNs的迁移能力和对IL-33的应答增强(Lille<0.45)。

IL33/ST2通路在sAH中存在缺陷。这一缺陷与PMNs表面CXCR2表达降低并使PMNs迁移能力下降,IL-33可以纠正这一缺陷,尤其是对类固醇治疗有应答的患者。研究结果提示,IL-33对sAH及其感染并发症具有潜在的治疗作用。

述评:该研究提示sAH患者循环中的PMNs迁移下降,通过恢复IL-33/ST2通路,这一缺陷可以得到纠正。循环中的sST2水平与sAH患者生存几率以及感染可能性相关联,IL-33治疗sAH是一种新策略,可以降低sAH的感染风险。(下图为文章图片摘要)

3

Hyun J, et al. Epithelial splicing regulatory protein 2-mediated alternative splicing reprograms hepatocytes in severe alcoholic hepatitis. J Clin Invest. 2020 Jan 16. pii: 132691. doi: 10.1172/JCI132691.IF=12.282(机制)

简述:重症酒精性肝炎(sAH)目前尚无有效治疗药物,病死率较高。虽然目前认为sAH患者死亡与未成熟肝细胞在肝脏积聚有关,但为什么会发生这种情况,以及它如何导致死亡尚不清楚。该研究表明RNA剪接因子-上皮剪接调控蛋白-2(ESRP2)的表达可维持成体肝细胞的非增殖、成熟表型,在人类sAH和各种sAH小鼠模型中其表达均被抑制,并与酒精摄入和肝损伤的严重程度相一致。过量酒精摄入释放的炎性细胞因子通过抑制ESRP2将成年肝细胞重新编程为增殖的胎儿样细胞。ESRP2的持续缺失导致了胎儿RNA剪接程序的重新出现,从而削弱了Hippo信号通路,使得胎儿转录调节因子在成人肝脏中积累。进一步发现,在小鼠中,ESRP2的减少加重了酒精诱导的脂肪性肝炎,使存活下来的肝细胞丧失了成体肝细胞的功能,变得更有再生能力,但却使功能不成熟的肝细胞充满肝脏,威胁了整体生存。这一研究揭示了一种新的机制以解释为什么sAH患者会出现肝衰竭,同时,也提示通过限制肝细胞中从成人到胎儿的再编程可能会促进sAH整体病情的扭转。

述评:这个研究首次发现了RNA结合蛋白ESRP2在sAH发病中与肝功能衰竭的关联, 展现了肝细胞在酒精损伤后,依赖于ESRP2的RNA拼接对肝脏功能的影响。同时,细胞因子TNFα以及IL1β参与其中,参与sAH发病机制。上述发现为调节及优化sAH治疗提供了可调控的靶点,同时,也为未来绘制成年肝细胞可塑性信号网络打下良好基础。(下图为文章的图片摘要)

各研究中心PI

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